一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，包括防喷密封装置、孔口挤压密封装置以及控制装置，所述防喷密封装置出口与孔口挤压密封装置的进口固定连接，所述防喷密封装置包括防喷密封件、第一固定套筒、前端盖、后端气缸进退机构，所述第一固定套筒固定连接在防喷密封件内部，所述前端盖与第一固定套筒固定连接，所述后端气缸进退机构设置在第一固定套筒上，所述前端盖内壁上套设有环形密封胶圈；利用电源信号转换装置达到瓦斯喷孔期间施工钻机的电源闭锁、气动密封自动控制目的，实现钻孔内瓦斯的完全密封被动防护，有效杜绝钻孔施工期间的瓦斯超限，大幅提高现场作业人员安全。安全。安全。

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置


[0001]本技术属于煤矿井工开采
，属于煤矿瓦斯治理技术，具体涉及一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置。

技术介绍

[0002]在不具备开采保护层条件的突出煤层，施工钻孔预抽成为矿井瓦斯治理的必然选择。然而由于煤层瓦斯含量高、压力大，井下钻孔施工期间，极易出现钻孔内煤屑和瓦斯短时间内连续喷出的现象，一旦控制措施不到位，将会造成施工作业现场瓦斯高浓度超限，甚至引发瓦斯事故。特别是单一低透气性煤层水力化增透措施的推广应用，进一步加剧了钻孔喷孔强度，造成简易防喷装置失效，即使在防喷装置末端采取软密封进行主动防护，仍无法有效阻止剧烈喷孔条件下钻孔瓦斯涌出。同时受钻孔瓦斯喷孔突发性以及喷孔强度的随机性影响，采取人工停钻、二次防护往往具有明显的滞后效应，并进一步增大了现场施工人员作业的安全风险。
[0003]因此，研发一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，实现井下作业环境瓦斯浓度实时监测及施工钻机电源闭锁、气动密封自动控制，对有效杜绝钻孔施工期间瓦斯涌出引发超限，大幅提高现场作业人员安全具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术上存在的问题，本技术提供一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，通过瓦斯传感器实时监测施工作业环境瓦斯浓度，并利用电源信号转换装置达到瓦斯喷孔期间施工钻机的电源闭锁、气动密封自动控制的目的，实现钻孔内瓦斯的完全密封被动防护，有效杜绝钻孔施工期间的瓦斯超限，大幅提高现场作业人员安全。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：/>[0006]一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，包括防喷密封装置、孔口挤压密封装置以及控制装置，所述防喷密封装置出口与孔口挤压密封装置的进口固定连接，所述防喷密封装置包括防喷密封件、第一固定套筒、前端盖、后端气缸进退机构，所述第一固定套筒固定连接在防喷密封件内部，所述前端盖与第一固定套筒固定连接，所述后端气缸进退机构设置在第一固定套筒上，所述前端盖内壁上套设有环形密封胶圈；
[0007]所述后端气缸进退机构包括第一气缸腔、第一导向槽、挤压环形实体胶圈进气口、退环形实体胶圈进气口，所述第一气缸腔开设在第一固定套筒的筒壁上，所述挤压环形实体胶圈进气口位于第一气缸腔的一侧并与第一气缸腔相连通，所述退环形实体胶圈进气口位于第一气缸腔的另一侧并与第一气缸腔相连通，所述第一气缸腔通过第一导向槽与前端盖相连通，所述第一导向槽内滑动连接有第一活塞杆，所述第一活塞杆一端固定连接有第一活塞块，所述第一活塞块位于第一气缸腔内，所述第一活塞杆另一端固定连接有第一活塞板，所述第一活塞板与环形密封胶圈固定连接。
[0008]进一步的，所述孔口挤压密封装置包括套管主体、前端气缸进退机构、环形膨胀胶
圈，所述前端气缸进退机构固定连接在套管主体外周上，所述环形膨胀胶圈套设在套管主体外周上，所述前端气缸进退机构与环形膨胀胶圈传动连接，所述前端气缸进退机构包括第二固定套筒、括第二气缸腔、第二导向槽、挤压膨胀胶圈进气口、退膨胀胶圈进气口，所述第二气缸腔开设在第二固定套筒的筒壁上，所述挤压膨胀胶圈进气口位于第二缸腔的一侧并与第二气缸腔相连通，所述退膨胀胶圈进气口位于第二缸腔的另一侧并与第二缸腔相连通，所述第二气缸腔通过第二导向槽与外界相连通，所述第二导向槽内滑动连接有第二活塞杆，所述第二活塞杆一端固定连接有第二活塞块，所述第二活塞块位于第二气缸腔内，所述第二活塞杆另二端固定连接有第二活塞板，所述第二活塞板与环形膨胀胶圈固定连接。
[0009]进一步的，所述控制装置包括第一控制机构、第二控制机构，所述第一控制机构包括气体过滤器、手动转换阀门，所述气体过滤器与手动转换阀门连接，所述手动转换阀门分别与挤压膨胀胶圈进气口、退膨胀胶圈进气口相连通，所述第二控制机构包括瓦斯传感器、电源信号转换器、两个本安型电磁阀以及气动阀门，所述瓦斯传感器与电源信号转换器电性连接，所述电源信号转换器与本安型电磁阀电性连接，所述本安型电磁阀与气动阀门气路连接，两个所述气动阀门中其中一个与挤压环形实体胶圈进气口固定连接，另一个气动阀门与退膨胀胶圈进气口固定连接。
[0010]进一步的，所述防喷密封件内部一体形成有防喷腔体，所述防喷密封件上固定连接有抽气管、排水渣管、防喷腔体后盖，所述排水渣管、抽气管均与防喷腔体相连通，所述第一固定套筒固定连接在防喷腔体后盖上。
[0011]进一步的，所述前端盖为端部收口的桶状结构。
[0012]一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置的使用方法，包括以下步骤：
[0013]S1：管路及电气设备安装：连接抽气管与排水渣管，将抽气管与井下临时抽采管道通过钢丝软胶管连接，排水渣管与煤水分离器通过钢丝软胶管连接；将瓦斯传感器悬挂在施工钻孔孔口回风侧1m范围内，并与井下监控电源连接，并按照井下操作规范提前设定瓦斯传感器报警限值；将第二控制机构中电源信号转换器的电源与井下电源连接；将控制装置中的气体过滤器与井下压风系统管道通过气路软管连接；将第二控制机构中两个气动阀门通过气路软管分别与相应的挤压环形实体胶圈进气口、退环形实体胶圈进气口连接，将手动转换阀门通过气路软管分别与相应的挤压膨胀胶圈进气口、退膨胀胶圈进气口连接；
[0014]S2：钻孔密封：将孔口挤压密封装置的前端放入已开过孔的钻孔内，通过第一控制机构中手动转换阀门控制挤压膨胀胶圈进气口进气使得第二气缸腔内的气体推动第二活塞块在第二导向槽内向前位移，第二活塞杆推动第二活塞板向前位移，进而用第二活塞板推动环形膨胀胶圈在钻孔内进行挤压膨胀变形，最终使得孔口挤压密封装置安装于钻孔内；
[0015]S3：安装防喷密封装置：将防喷密封装置固定连接在孔口挤压密封装置上；
[0016]S4：钻孔施工：将钻杆通过防喷装置进入钻孔内开始正常施工，瓦斯传感器检测施工钻孔孔口回风侧瓦斯浓度；
[0017]S5：超限锁紧：当瓦斯异常喷出时，瓦斯传感器将瓦斯超限信号传递至第二控制机构中电源信号转换器，电源信号转换器将瓦斯超限动作信号给本安型电磁阀和钻机，钻机断电停机；本安型电磁阀控制气动阀门，使得气动阀门控制挤压环形实体胶圈进气口进气，第一活塞杆在第一导向槽内依靠第一气缸腔内的气体推动向前位移，使得第一活塞板推动
环形实体胶圈在前端盖、第一固定套筒与防喷腔体后端盖通过螺栓连接的腔体内进行向前位移，环形实体胶圈通过挤压变形卡死钻杆，使得煤层内的瓦斯仅能通过钻孔进入防喷密封装置的防喷密封件的腔体内，再通过抽气口进入井下临时抽采管道中，直至瓦斯传感器检测到的瓦斯浓度小于警戒值，期间抽气口正常排气；
[0018]S6：信号解除，重新钻进：当瓦斯抽采之后瓦斯涌出量减少至操作标准后，瓦斯传感器将瓦斯正常信号传递至控制装置中电源信号转换器，电源信号转换器将瓦斯正常动作信号给本安型电磁阀，使得气动阀门控制退环形实体胶圈进气口进气，第一活塞杆在第一导向槽内依靠第一气缸腔内的气体推动向后位移，使得第一活塞板拉动环形实体胶圈在前端盖、第一固定套筒与防喷腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，包括防喷密封装置、孔口挤压密封装置以及控制装置，所述防喷密封装置出口与孔口挤压密封装置的进口固定连接，其特征在于，所述防喷密封装置包括防喷密封件、第一固定套筒、前端盖、后端气缸进退机构，所述第一固定套筒固定连接在防喷密封件内部，所述前端盖与第一固定套筒固定连接，所述后端气缸进退机构设置在第一固定套筒上，所述前端盖内壁上套设有环形密封胶圈；所述后端气缸进退机构包括第一气缸腔、第一导向槽、挤压环形实体胶圈进气口、退环形实体胶圈进气口，所述第一气缸腔开设在第一固定套筒的筒壁上，所述挤压环形实体胶圈进气口位于第一气缸腔的一侧并与第一气缸腔相连通，所述退环形实体胶圈进气口位于第一气缸腔的另一侧并与第一气缸腔相连通，所述第一气缸腔通过第一导向槽与前端盖相连通，所述第一导向槽内滑动连接有第一活塞杆，所述第一活塞杆一端固定连接有第一活塞块，所述第一活塞块位于第一气缸腔内，所述第一活塞杆另一端固定连接有第一活塞板，所述第一活塞板与环形密封胶圈固定连接。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯电闭锁式气动密封防喷装置，其特征在于，所述孔口挤压密封装置包括套管主体、前端气缸进退机构、环形膨胀胶圈，所述前端气缸进退机构固定连接在套管主体外周上，所述环形膨胀胶圈套设在套管主体外周上，所述前端气缸进退机构与环形膨胀胶圈传动连接，所述前端气缸进退机构包括第二固定套筒、第二气缸腔、第二导向槽、挤压膨胀胶圈进气口、退膨胀胶圈进气口，所述第二气缸腔开设在第二固定套筒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学臣，魏培瑾，杨伟，张清田，郝殿，郭艳飞，葛学强，鲁聘新，毋杨，于起阳，薛文涛，朱明磊，易书钢，姚学庆，赵峰，张鑫鹏，艾红杰，
申请(专利权)人：焦作煤业集团有限责任公司，
类型：新型
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